Motor stirling

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MOTOR DE STIRLING


OBJETIVO

O principal objetivo deste projeto é mostrar o ciclo termodinâmico de Stirling, através de um motor Stirling tipo cinético que converte energia térmica em movimento usando um pistão conectado mecanicamente a um eixo comparando seu rendimento com o rendimento teórico de outros motores.

INTRODUÇÃO

O ciclo de Stirling, foi criado em 1816 pelo engenheiroescocês Robert Stirling, é um processo que permite a conversão de energia calorífica em mecânica.
Os motores Stirling possuem como configuração básica duas partes: uma quente e uma fria. Esta divisão ocorre devido ao estado do gás ou fluído de trabalho durante o ciclo termodinâmico na expansão e compressão absorvendo e liberando calor.
O ciclo de Stirling, no seu lado quente, aproveita a energiatérmica (calor) de outra fonte que pode ser a queima de um combustível ou outra forma qualquer de geração de calor.
A partir desse calor o ciclo de Stirling é capaz de produzir trabalho, que pode ser aproveitado para a geração de energia e também funcionar como uma geladeira.

MOTOR DE STIRLING

O motor utiliza um determinado volume de um gás qualquer (Hélio e o Nitrogênio os mais usuais),que é aquecido externamente, sendo forçado a entrar numa câmara de volume maior que o inicial, onde o gás pode expandir-se livremente.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE MOTORES TÉRMICOS

Segundo Giacosa, 1986, define-se motores térmicos como máquinas que têm por objetivo transformar energia calorífica em energia mecânica útil. Do ponto de vista termodinâmico, Van Wylen , 1995, definemotor térmico como um sistema que opera segundo um ciclo, realizando um trabalho líquido positivo e trocando um calor líquido positivo, ou seja, uma máquina térmica pode ser definida como um dispositivo que, operando sob um ciclo termodinâmico, realiza trabalho líquido positivo a custa de transferência de calor de um corpo em temperatura elevada para um corpo em temperatura baixa.
Freqüentemente adenominação máquina térmica é usada num sentido mais amplo para designar todos os dispositivos que produzem trabalho através da troca de calor ou combustão, mesmo que o dispositivo não opere segundo um ciclo termodinâmico.
São chamados de motores térmicos de combustão externa aqueles onde a energia calorífica do combustível é transmitida ao fluido ativo através de paredes ou outros tipos deintercambiadores, por exemplo, caldeiras e turbinas a vapor.


PRINCÍPIOS TERMODINÂMICOS

Quase todo tipo de energia mecânica produzida hoje é conseguida a partir da conversão de energia térmica em algum tipo de máquina térmica. A operação de todo ciclo de máquina térmica pode usualmente ser aproximada por um ciclo termodinâmico de potência ideal de alguma maneira. Acompreensão básica destes ciclos podem freqüentemente mostrar ao engenheiro como melhorar a operação e o desempenho do sistema.
Qualquer ciclo termodinâmico é formado de uma série de processos termodinâmicos que retornam o fluido de trabalho ao seu estado inicial. Durante muitos desses processos, uma propriedade é comumente mantida constante.
Isto inclui processos isotérmicos(temperatura constante), isobáricos (pressão constante), isométricos (volume constante), isentrópico (entropia constante), adiabáticos (sem transferência de calor) e isoentálpico ( entalpia constante).
É prática comum, colocar em gráficos os processos que compõem o ciclo em um gráfico com propriedades nas coordenadas – usualmente gráficos P – v (pressão versus volume específico) ou T – s(temperatura versus entropia).

Entropia

A palavra entropia foi usada pela primeira vez em 1850, pelo físico alemão Rudolf Julius Clausius (1822-1888). A origem da palavra são os radicais gregos em (dentro) e tropee (mudança, troca, alternativa). O termo foi amplamente trabalhado na física para designar a Segunda Lei da Termodinâmica.
Há várias maneiras de enunciar essa lei, mas...
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